嵌入式系統定義和發(fā)展歷史
(1)單片機開(kāi)創(chuàng )了嵌入式系統獨立發(fā)展道路
嵌入式系統雖然起源于微型計算機時(shí)代,然而,微型計算機的體積、價(jià)位、可靠性都無(wú)法滿(mǎn)足廣大對象系統的嵌入式應用要求,因此,嵌入式系統必須走獨立發(fā)展道路。這條道路就是芯片化道路。將計算機做在一個(gè)芯片上,從而開(kāi)創(chuàng )了嵌入式系統獨立發(fā)展的單片機時(shí)代。
在探索單片機的發(fā)展道路時(shí),有過(guò)兩種模式,即“Σ模式”與“創(chuàng )新模式”?!唉材J健北举|(zhì)上是通用計算機直接芯片化的模式,它將通用計算機系統中的基本單元進(jìn)行裁剪后,集成在一個(gè)芯片上,構成單片微型計算機;“創(chuàng )新模式”則完全按嵌入式應用要求設計全新的,滿(mǎn)足嵌入式應用要求的體系結構、微處理器、指令系統、總線(xiàn)方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照創(chuàng )新模式發(fā)展起來(lái)的單片形態(tài)的嵌入式系統(單片微型計算機)。MCS-51是在MCS-48探索基礎上,進(jìn)行全面完善的嵌入式系統。歷史證明,“創(chuàng )新模式”是嵌入式系統獨立發(fā)展的正確道路,MCS-51的體系結構也因此成為單片嵌入式系統的典型結構體系。
(2)單片機的技術(shù)發(fā)展史
單片機誕生于20世紀70年代末,經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
SCM即單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統的最佳體系結構?!皠?chuàng )新模式”獲得成功,奠定了SCM與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開(kāi)創(chuàng )嵌入式系統獨立發(fā)展道路上,Intel公司功不可沒(méi)。
MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術(shù)發(fā)展方向是:不斷擴展滿(mǎn)足嵌入式應用時(shí),對象系統要求的各種外圍電路與接口電路,突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統相關(guān),因此,發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠(chǎng)家。從這一角度來(lái)看,Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀(guān)因素。在發(fā)展MCU方面,最著(zhù)名的廠(chǎng)家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優(yōu)勢,將MCS-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。因此,當我們回顧嵌入式系統發(fā)展道路時(shí),不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jì)。
單片機是嵌入式系統的獨立發(fā)展之路,向MCU階段發(fā)展的重要因素,就是尋求應用系統在芯片上的最大化解決;因此,專(zhuān)用單片機的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著(zhù)微電子技術(shù)、IC設計、EDA工具的發(fā)展,基于SoC的單片機應用系統設計會(huì )有較大的發(fā)展。因此,對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
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